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WO2000006315A1 - Back-up or intermediate roller for producing a flat rolled product in a rolling mill - Google Patents

Back-up or intermediate roller for producing a flat rolled product in a rolling mill Download PDF

Info

Publication number
WO2000006315A1
WO2000006315A1 PCT/DE1999/002176 DE9902176W WO0006315A1 WO 2000006315 A1 WO2000006315 A1 WO 2000006315A1 DE 9902176 W DE9902176 W DE 9902176W WO 0006315 A1 WO0006315 A1 WO 0006315A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
support
roll
pistons
annular
Prior art date
Application number
PCT/DE1999/002176
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Figge
Wilhelm Schwerdt
Uwe Quitmann
Original Assignee
Sms Demag Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sms Demag Ag filed Critical Sms Demag Ag
Priority to US09/744,339 priority Critical patent/US6408668B1/en
Priority to BR9912363-0A priority patent/BR9912363A/en
Priority to DE59903770T priority patent/DE59903770D1/en
Priority to JP2000562156A priority patent/JP4430823B2/en
Priority to AT99947207T priority patent/ATE229382T1/en
Priority to EP99947207A priority patent/EP1100633B1/en
Priority to CA002338495A priority patent/CA2338495C/en
Priority to AU60773/99A priority patent/AU6077399A/en
Publication of WO2000006315A1 publication Critical patent/WO2000006315A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls
    • B21B27/05—Sleeved rolls with deflectable sleeves

Definitions

  • the invention relates to a support or intermediate roll in rolling mills for rolling flat rolling stock, in particular strip, consisting of a cylindrical roll core and a tubular jacket connected to it in a rotationally fixed manner and coaxially encompassing it, between which and the roll core hydraulically axially displaceable support bodies are arranged support the roll shell against the roll core.
  • Profile-ground rollers are also disadvantageous because complex grinding processing is required to achieve the desired contours Geometry must be very precise.
  • the rolling stock is deformed differently under certain conditions at the edge and in the middle; one roll with a defined contour is required for each roll stand, which is different for each stand.
  • the object of the present invention is to provide an actuator for profile and flatness control which can be used, in particular, under rolling load and which avoids the disadvantages of the prior art and with which by changing the rolled bale profile within wide limits by improving a known jacket roller
  • the support bodies on at least two symmetrically with respect to the center of the roll center, opposite the Roll core and the inside of the roll shell sealed ring piston, wherein the support body consist of a plurality of annular support bearings arranged on the outer circumference of the ring piston and spaced apart in the longitudinal direction of the roll, against the cylindrical outer surface of which the inner surface of the roll shell can be placed.
  • the bale can be made thinner in the middle region.
  • the proposed solution is suitable for being adjusted under load because of a
  • Ring piston with the support bearings each moved into their axial end positions, where they can be fixed by fixed stops if necessary.
  • the one end position in which the ring pistons are positioned in the area of the middle of the roll, results in the "hard” supported roll.
  • the end position at which the ring pistons are positioned in the vicinity of the edge region of the roller results in the "soft” roller.
  • the ring pistons are moved by means of pressure oil, which is introduced through the roller core via rotary connections.
  • annular pistons are designed in the manner of telescopic pistons and in turn carry independently controllable axially displaceable annular pistons on which further spaced-apart annular support bearings are formed, the distances between the support bearings and the support bearings arranged on other annular pistons and their Position relative to the longitudinal extent of the roller can be changed by moving the ring piston.
  • Band width of the roller jacket supported on the roller core over ten or twelve support bearings which are set so that the approximately equal distance between the support bearings in the middle between two supports is about 1 10 mm.
  • a deflection of 2 mm in the center of the bale can be achieved with a load of 4,000 t.
  • a support width of approximately 1350 mm is set between the support bearings.
  • the deflection in the center of the roll of the roller at 4,000 l load is approximately 6 mm.
  • volume regulators are used for the amount of oil supplied, which enable the ring piston to be moved to any intermediate position.
  • Deflection curve for the roller can be achieved.
  • the adjustment range can be used to a greater extent than was previously possible; because experience has shown that a large part is lost during the transition to the work roll and the rolling stock. You go rough Assume that about 1/3 of the crown arrives at the roller on the rolling stock.
  • the value of approx. 1.3 mm that can be achieved with the invention is sufficient for most cases and, in conjunction with an effective roll bending, is a usable actuator, even in the case of converted roll stands.
  • the ring pistons arranged symmetrically directly on both sides of the roller center can be moved against each other in their extended end positions. This means that the ring pistons adjacent in the area of the center of the roller are acted upon with hydraulic fluid until they reach their middle end position until they lie against each other in a self-centering manner.
  • a double-conical support ring surface with a steeply conical roof cone in cross-section is arranged in the middle of the roll on the roll core and or on the inside of the roll shell, which correspond to correspondingly conically flattened end parts of the annular piston in their middle end position.
  • the roller shell can be composed of a base part encompassing the ring pistons and an exchangeable wear part. It is both conceivable to attach an outer jacket to the base part by shrinking or to apply removable coatings to the roll jacket.
  • the sliding surfaces in the bores are nitrided and the annular pistons are provided on the outside with bronze surfaces in order to improve the sliding properties and to minimize wear.
  • 1 denotes a backup roller according to the invention, which consists of the roller core 2, the roller journals 4 mounted in the indicated cylindrical roller bearings 3 and the roller shell 5 which is connected to the roller core 2 in a rotationally fixed manner.
  • the entrainment of the roll shell 5 with the roll core is ensured via the sleeve 6, which engages at 7 in a toothing of the roll neck indicated at 8.
  • the support roller 1 in the example shown is provided with a two-part roller shell 5, which is composed of the base part 5a and the replaceable wear part 5b.
  • the roller shell can of course also be in one piece.
  • the ring pistons 9 claimed according to the invention and further ring pistons 10 arranged thereon are both axially displaceable independently of one another, the ring pistons being displaced in the upper half of the drawing in such a way that a "hard” back-up roll results, and in the lower position shown the ring pistons give a "soft" back-up roll.
  • the annular pistons 9 slide with their bronzed surfaces on the nitrided surfaces of the jacket and roll core 2 and are sealed in a manner not shown both against the roll core and against the inner surface of the roll jacket.
  • pressure medium in the present case lubricating oil
  • the annular pistons 9 can be displaced on each side of the center of the roller, as a result of which the position of the support bearings, which are denoted overall by A to K, change leaves.
  • the support roller shown in the exemplary embodiment has a total of 10 support bearings A to K, which are each formed by annular projections of the annular pistons 9 and 10 and have cylindrical outer surfaces which bear against the cylindrical inside of the roller shell 5.
  • the support bearings E and F, which are directly adjacent to the central region of the support roller 1, are provided with a steep cone, which can be applied to a roof-shaped double cone 15, which is on the inner surface of the
  • Roll shell 5 is formed.
  • the conical end parts of the ring piston 9 rest against the double cone surfaces 15 and thus support the "hard” version of the support roller 1 by the middle region of the support roller 1 directly against the Roll core 2 is supported. They are in the lower half of the drawing
  • Annular piston 9 retracted so far that the double cone 15 is free and the support roller 1 can thus "soft" deform.

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Abstract

The invention relates to a back-up or intermediate roller for producing a flat rolled product,especially a strip, in a rolling mill. The inventive roller consists of a cylindrical core with a rotationally fixed coaxially enveloping tubular jacket joined thereto. Axially and hydraulically displaceable support bodies are arranged between the jacket and the core of the roller and support the jacket of the roller against the core. The support bodies are composed of at least two annular pistons that are symmetrically mounted in relation to the middle of the roller and are sealed with respect to the core (2) of the roller and the inner side of the jacket (5) of the roller. The annular pistons consist of several ring-shaped supporting bearings (A-K) that are arranged on the outer periphery of said pistons and distanced from each other in a longitudinal direction of the roller (1). The inner surface of the jacket (5) of the roller can be placed against said supporting bearings.

Description

Stütz- oder Zwischenwalze in Walzwerken zum Walzen von flachem WalzgutBack-up or intermediate roll in rolling mills for rolling flat rolling stock
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Stütz- oder Zwischenwalze in Walzwerken zum Walzen von flachem Walzgut, insbesondere Band, bestehend aus einem zylindrischen Walzenkern und einem mit diesem drehfest verbundenen und diesen koaxial umgreifenden rohrformigen Mantel, zwischen dem und dem Walzenkern hydraulisch axial verschiebbare Stützkörper angeordnet sind, die den Walzenmantel gegen den Walzenkern abstützen.The invention relates to a support or intermediate roll in rolling mills for rolling flat rolling stock, in particular strip, consisting of a cylindrical roll core and a tubular jacket connected to it in a rotationally fixed manner and coaxially encompassing it, between which and the roll core hydraulically axially displaceable support bodies are arranged support the roll shell against the roll core.
In neuzeitlichen Warmbandstrassen spielen die Profil- und Planheitssteuerung eine wichtige Rolle. Dabei ist die negative und positive Arbeitswalzenbiegung das "klassische" Stellglied, das auch unter Last einer Veränderung des Walzspaltes erlaubt. Da aber die Bedingungen, unter denen flaches Walzgut gewalzt wird, sehr unterschiedlich sind und sich Breite, Dicke, Profil und Werkstoff ebenso ändern wie die Walzgeschwindigkeit und die Walztemperatur, muß es bei den heute üblichen kleinen Losgrößen Profil- und Planheitssteuerungssysteme geben, die über einen großen Stellbereich verfügen. Aus diesem Grund sind in den letzten Jahren verstärkt weitere Stellglieder bei neuen Straßen zum Einsatz gekommen, von denen die Verwendung von profilgeschliffenen axial verschiebbaren Walzen und entgegeneinander verschwenkbare Walzen die bekanntesten sind.Profile and flatness control play an important role in modern hot strip mills. The negative and positive work roll bending is the "classic" actuator, which allows the roll gap to be changed even under load. However, since the conditions under which flat rolling stock is rolled are very different and the width, thickness, profile and material change just as much as the rolling speed and the rolling temperature, there must be profile and flatness control systems in today's small batch sizes that have one large area. For this reason, further actuators have increasingly been used in new roads in recent years, of which the use of profile-ground, axially displaceable rollers and rollers that can be pivoted relative to one another are the best known.
Diese bekannten Systeme kommen zwar dem Verlangen der Kunden neuer Walzstrassen weitgehend entgegen, die außer der Arbeitswaizenbiegung mindestens ein weiteres Stellglied für die Profilbeeinflußung haben möchten, doch sind beide Systeme nicht geeignet, auch unter Last verstellt zu werden.Although these known systems largely meet the demands of customers of new rolling mills who want to have at least one additional actuator for influencing the profile in addition to the working roller bending, both systems are not suitable for being adjusted even under load.
Profilgeschliffene Walzen sind darüber hinaus nachteilig, weil zum Erreichen der gewünschten Konturen eine aufwendige Schleifbearbeitung nötig ist, die zudem in der Geometrie sehr präzise sein muß. Hinzu kommt, daß das Walzgut unter bestimmten Bedingungen am Rand und in der Mitte unterschiedlich verformt wird; pro Walzgerüst ist eine Walze mit definierter Kontur nötig, die bei jedem Gerüst unterschiedlich ist.Profile-ground rollers are also disadvantageous because complex grinding processing is required to achieve the desired contours Geometry must be very precise. In addition, the rolling stock is deformed differently under certain conditions at the edge and in the middle; one roll with a defined contour is required for each roll stand, which is different for each stand.
Beim Schränken der Walzen, dem sogenannten "Crossing", ergibt sich der Nachteil, daß der Schränkungswinkel der Walzen besondere Maßnahmen für eine gleichförmige Winkelgeschwindigkeit verlangt, die den Einsatz normaler Zapfenkreuz-Gelenkwellen zum Walzenantrieb ausschließt. Außerdem erzeugt das Schränken sehr hohe Axialkräfte, die bis 10 % der Radialwalzkraft erreichen können. Hinzu kommen Probleme bei der Walzgutführung; es kommt zu Verdrehungen des Walzgutes.When setting the rolls, the so-called "crossing", there is the disadvantage that the setting angle of the rolls requires special measures for a uniform angular velocity, which excludes the use of normal universal joint drive shafts for the drive of the rolls. The setting also generates very high axial forces that can reach up to 10% of the radial rolling force. In addition, there are problems with the rolling stock management; the rolling stock is twisted.
Durch die deutsche Patentschrift 34 14 242 ist eine Walze mit den gattungsgemäßen Merkmalen vorgeschlagen worden. Bei der bekannten Mantelwalze werden zwischen Walzenkern und Walzenmantel keilförmige Ringe eingesetzt, die durch Zufuhr von Druckflüssigkeit in Längsrichtung der Walze verschiebbar sind. Die keilförmigen Ringe sind mit entsprechend keilförmig gestalteten Gegenflächen an der Innenoberfläche des Walzenmantels gepaart und gestatten durch Aufbringen eines entsprechend hohen Hydraulikdruckes die Balligkeit der Walze zu verändern und diese somit an veränderte Walzkräfte und an verschiedene Breiten des Walzgutes anzupassen. Die Keile mit relativ geringer Steigung neigen allerdings dazu, sich zwischen Walzenkern und Walzenmantel festzuklemmen, d.h. es entsteht eine Selbsthemmung dieser Keile, die sich unter Walzkraft nur schwer lösen läßt. Da die Keile bei der vorbekannten Lösung die Funktion haben, den Walzenmantel aufzuweiten, sind sehr hohe Hydraulikdrücke erforderlich, die über die Keilflächen in Aufweitekräfte für den Walzenmantel umzusetzen sind.Through the German patent 34 14 242 a roller with the generic features has been proposed. In the known jacket roll, wedge-shaped rings are used between the roll core and the roll jacket, which rings can be displaced in the longitudinal direction of the roll by supplying hydraulic fluid. The wedge-shaped rings are paired with correspondingly wedge-shaped counter surfaces on the inner surface of the roll shell and allow the crowning of the roll to be changed by applying a correspondingly high hydraulic pressure and thus adapting it to changed rolling forces and to different widths of the rolling stock. However, the wedges with a relatively low pitch tend to jam between the roll core and roll shell, i.e. there is a self-locking of these wedges, which is difficult to release under rolling force. Since the wedges in the previously known solution have the function of widening the roll jacket, very high hydraulic pressures are required, which are to be converted into widening forces for the roll jacket via the wedge surfaces.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch Verbesserung einer bekannten Mantelwalze, ein insbesondere unter Walzlast einsetzbares Stellglied für die Profil- und Planheitsregelung zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und mit dem durch Veränderung des Walzballenprofils in weiten Grenzen eineThe object of the present invention is to provide an actuator for profile and flatness control which can be used, in particular, under rolling load and which avoids the disadvantages of the prior art and with which by changing the rolled bale profile within wide limits by improving a known jacket roller
Anpassung an die unterschiedlichen Bedingungen beim Walzen von Flachmaterial ermöglicht wird.Adaptation to the different conditions when rolling flat material is made possible.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Stützkörper an mindestens zwei symmetrisch zur Walzenmittelmitte angeordneten, gegenüber dem Walzenkern und der Innenseite des Walzenmantels abgedichteten Ringkolben auszubilden, wobei die Stützkörper aus mehreren am Außenumfang der Ringkolben angeordneten, in Längsrichtung der Walze voneinander beabstandeten ringförmigen Stützlagern bestehen, gegen deren zylindrische Außenoberfläche die Innenoberfläche des Walzenmantels anlegbar ist.To achieve the object, it is proposed according to the invention to arrange the support bodies on at least two symmetrically with respect to the center of the roll center, opposite the Roll core and the inside of the roll shell sealed ring piston, wherein the support body consist of a plurality of annular support bearings arranged on the outer circumference of the ring piston and spaced apart in the longitudinal direction of the roll, against the cylindrical outer surface of which the inner surface of the roll shell can be placed.
Während bei den bekannten Lösungen meistens die Ränder aufgeweitet werden, kann bei der vorgeschlagenen Lösung der Ballen im Mittenbereich dünner gemacht werden.While the edges are usually widened in the known solutions, in the proposed solution the bale can be made thinner in the middle region.
Die vorgeschlagene Lösung ist geeignet, unter Last verstellt zu werden, weil eineThe proposed solution is suitable for being adjusted under load because of a
Aufweitung des Walzenmantels wie beim vorstehend beschriebenen Stand der Technik nicht erfolgt. Durch Axialverschieben der die Stützlager tragenden Ringkolben wird deren Position bezogen auf die Länge der Walze verändert, so daß sich je nach Verstellposition und damit Abstützwirkung der Walzenmantels eine "harte" bzw. eine "weiche" Ausführung der Walze ergibt. In der einfachsten denkbaren Form werden dieWidening of the roll shell as in the prior art described above did not take place. By axially displacing the annular piston carrying the support bearing, their position is changed in relation to the length of the roller, so that, depending on the adjustment position and thus the supporting effect of the roller shell, a "hard" or "soft" version of the roller results. In the simplest possible form, the
Ringkolben mit den Stützlagern jeweils in ihre axialen Endpositionen gefahren, wo sie ggf. durch Festanschläge fixierbar sind. Die eine Endposition, in der die Ringkolben im Bereich der Walzenmitte positioniert sind, ergibt die "harte" abgestützte Walze. Die Endposition, bei der die Ringkolben in der Nähe des Randbereiches der Walze positioniert sind, ergibt die "weiche" Walze. Die Bewegung der Ringkolben erfolgt mittels Drucköl, das über Drehverbindungen durch den Walzenkern eingeleitet wird.Ring piston with the support bearings each moved into their axial end positions, where they can be fixed by fixed stops if necessary. The one end position, in which the ring pistons are positioned in the area of the middle of the roll, results in the "hard" supported roll. The end position at which the ring pistons are positioned in the vicinity of the edge region of the roller results in the "soft" roller. The ring pistons are moved by means of pressure oil, which is introduced through the roller core via rotary connections.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ringkolben in der Art von Teleskopkolben ausgebildet sind und ihrerseits unabhängig steuerbare axialverschiebbare Ringkolben tragen, an denen weitere voneinander beabstandete ringförmige Stützlager ausgebildet sind, wobei die Abstände der Stütziager zu den auf anderen Ringkolben angeordneten Stützlagern sowie deren Position bezogen auf die Längserstreckung der Walze durch Verschieben der Ringkolben veränderbar sind.In a further development of the invention it is provided that the annular pistons are designed in the manner of telescopic pistons and in turn carry independently controllable axially displaceable annular pistons on which further spaced-apart annular support bearings are formed, the distances between the support bearings and the support bearings arranged on other annular pistons and their Position relative to the longitudinal extent of the roller can be changed by moving the ring piston.
Auf diese Weise wird beispielsweise bei einer hart eingestellten Walze für 2000 mmIn this way, for example, with a hard set roller for 2000 mm
Bandbreite der Walzenmantel über zehn oder zwölf Stützlager auf dem Walzenkern abgestützt, die so eingestellt sind, daß der in etwa gleiche Abstand der Stützlager in der Mitte zwischen zwei Auflagern etwa 1 10 mm beträgt. Bei entsprechender Dimensionierung des Walzenmantels kann bei einer Last von 4.000 t eine Durchbiegung von 2 mm in der Ballenmitte erreicht werden. In der "weichen" Stellung der gleichen Walze wird zwischen den Stützlagern eine Stützweite von etwa 1350 mm eingestellt. Bei entsprechender Dimensionierung beträgt die Durchbiegung in der Ballenmitte der Walze bei 4.000 1 Last ungefähr 6 mm. An diesem Beispiel wird erkennbar, daß die unterschiedlichen Durchbiegungen der Walze bei gleicher Last und unterschiedlicher Stellung der Ringkolben die Einstellung von zumindest zwei unterschiedlichen Crowns ermöglichen, wobei die Feinregelung über die bisher verwendete Arbeitswalzenbiegung erfolgen kann. Die Erweiterung der Erfindung mit unabhängig steuerbaren Ringkolben, die auf den erstgenannten Ringkolben axial verschiebbar sind, ermöglicht eine beliebige Anzahl vonBand width of the roller jacket supported on the roller core over ten or twelve support bearings, which are set so that the approximately equal distance between the support bearings in the middle between two supports is about 1 10 mm. With appropriate dimensioning of the roll shell, a deflection of 2 mm in the center of the bale can be achieved with a load of 4,000 t. In the "soft" position of the same roller, a support width of approximately 1350 mm is set between the support bearings. With appropriate dimensioning, the deflection in the center of the roll of the roller at 4,000 l load is approximately 6 mm. This example shows that the different deflections of the roller with the same load and different positions of the ring pistons enable the setting of at least two different crowns, with the fine control being able to take place via the work roller bending used previously. The extension of the invention with independently controllable annular pistons, which are axially displaceable on the first-mentioned annular piston, enables any number of
Zwischenpositionen, in denen auch die Ringkolben und damit die Stützlager unsymmetrisch zur Waizenmitte eingestellt werden können. Zu diesem Zweck werden Mengenregler für die zugeführte Ölmenge eingesetzt, die das Anfahren einer beliebigen Zwischenposition für den Ringkolben ermöglichen.Intermediate positions in which the ring pistons and thus the support bearings can be set asymmetrically to the middle of the roller. For this purpose, volume regulators are used for the amount of oil supplied, which enable the ring piston to be moved to any intermediate position.
FEM - Untersuchungen haben ergeben, daß die Waizkraftverteilung auf der Arbeitswalze vereinfacht einer Streckenlast entspricht, daß die Stützkraftverteilung auf der Stützwalze jedoch einen anderen Verlauf hat. Die Stützkraft steigt vom Rand des Bandes ausgehend zur Mitte hin an und erreicht bei ungefähr 1/3 der Bandbreite ihr Maximum. Das Maximum wird bis ungefähr 2/3 der Bandbreite beibehalten und fällt dann wieder auf Null ab. Die Untersuchungen zeigen, daß 2/3 der Belastungen im Mittelabschnitt der Stützwalze aufgenommen werden müssen.FEM investigations have shown that the force distribution on the work roll simply corresponds to a line load, but that the support force distribution on the support roll has a different course. The support force increases from the edge of the belt towards the center and reaches its maximum at approximately 1/3 of the belt width. The maximum is maintained up to approximately 2/3 of the bandwidth and then drops back to zero. The investigations show that 2/3 of the loads have to be absorbed in the middle section of the support roller.
Entsprechend dieser Erkenntnis wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß mindestens vier, vorzugsweise zehn bis zwölf Stützlager an mindestens zwei bis vier Ringkolben über die Länge der Walzen symmetrisch verteilt angeordnet sind, wobei die Abstände benachbarter Stützlager im mittleren Bereich der Walze kleiner als die zum Rand hin größer werdenden Abstände gewählt sind. Die im Mittelbereich der Walze wegen der höheren Belastung kleineren Abstände wachsen also zum Rand hin auf größere Beträge an, wodurch eine harmonischeAccording to this finding, it is proposed according to a further feature of the invention that at least four, preferably ten to twelve support bearings on at least two to four ring pistons are arranged symmetrically distributed over the length of the rollers, the distances between adjacent support bearings in the central region of the roller being smaller than that distances increasing towards the edge are selected. The smaller distances in the middle area of the roller due to the higher load thus increase towards the edge to larger amounts, which creates a harmonious
Durchbiegungskurve für die Walze erzielt werden kann.Deflection curve for the roller can be achieved.
Auf diese Weise läßt sich der Stellbereich in größerem Maß ausnutzen als das bisher möglich war; denn erfahrungsgemäß geht man davon aus, daß beim Übergang auf die Arbeitswalze und das Walzgut ein großer Teil verloren geht. Man geht überschlägig davon aus, daß etwa 1/3 des Crowns an der Stützwalze am Walzgut ankommt. Der mit der Erfindung erreichbare Wert von ca. 1 ,3 mm reicht für die meisten Fälle aus und ist in Verbindung mit einer effektiven Walzenbiegung ein brauchbares Stellglied, auch bei umgebauten Walzgerüsten.In this way, the adjustment range can be used to a greater extent than was previously possible; because experience has shown that a large part is lost during the transition to the work roll and the rolling stock. You go rough Assume that about 1/3 of the crown arrives at the roller on the rolling stock. The value of approx. 1.3 mm that can be achieved with the invention is sufficient for most cases and, in conjunction with an effective roll bending, is a usable actuator, even in the case of converted roll stands.
Berechnungen der Durchbiegungswerte der erfindungsgemäßen Walze zeigen außerdem, daß die Walze in der harten Stellung nur 0,2 mm mehr Durchbiegung aufweist als eine massiv ausgeführte Walze. Das bedeutet, daß auch die erfindungsgemäß aus Kernwalze und Mantel gebaute Stützwalze eine noch ausreichend gute Steifigkeit besitzt.Calculations of the deflection values of the roller according to the invention also show that the roller in the hard position has only 0.2 mm more deflection than a solid roller. This means that the back-up roll built according to the invention from the core roll and jacket also has a sufficiently good rigidity.
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die symmetrisch unmittelbar beidseitig der Walzenmitte angeordneten Ringkolben in ihrer ausgefahrenen Endstellung stirnseitig gegeneinander fahrbar sind. Das bedeutet, daß die im Bereich der Walzenmitte benachbarten Ringkolben zum Erreichen ihrer mittleren Endstellung solange mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, bis sie sich selbstzentrierend gegeneinander legen.In a favorable embodiment of the invention it is proposed that the ring pistons arranged symmetrically directly on both sides of the roller center can be moved against each other in their extended end positions. This means that the ring pistons adjacent in the area of the center of the roller are acted upon with hydraulic fluid until they reach their middle end position until they lie against each other in a self-centering manner.
In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Walzenmitte auf dem Walzenkern und oder auf der Innenseite des Walzenmantels eine doppelkonische Stützringfläche mit im Querschnitt dachförmigem Steilkonus angeordnet ist, die mit entsprechend konisch abgeflachten Endteilen der Ringkolben in deren mittlerer Endstellung korrespondieren. Durch diesen Vorschlag wird es möglich, mit einen kleinen Axialweg das System zu klemmen oder zu lösen, wobei wegen des Steilkegels von ca. 10° oder mehr keine Selbsthemmung auftreten kann, wie dies beim gattungsbildenden Stand der Technik der Fall sein kann. Der konisch ausgebildete Endteil des Ringkolbens kommt nur bei der "harten" Stellung zum Einsatz, wo die aneinanderliegenden Konusflächen den Walzenmantel im Mittenbereich unterstützen und aus der „gebauten" Mantel - Walze praktisch eine einteilige Walze schaffen.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that a double-conical support ring surface with a steeply conical roof cone in cross-section is arranged in the middle of the roll on the roll core and or on the inside of the roll shell, which correspond to correspondingly conically flattened end parts of the annular piston in their middle end position. This proposal makes it possible to clamp or loosen the system with a small axial path, and because of the steep cone of approximately 10 ° or more, no self-locking can occur, as can be the case with the generic state of the art. The conically shaped end part of the ring piston is only used in the "hard" position, where the conical surfaces lying against each other support the roller jacket in the middle area and practically create a one-piece roller from the "built" jacket roller.
Natürlich ist es auch bei dieser Lösung denkbar durch Erhöhung des Hydraulikdruckes des Ringkolbens die Konuspaarung zwischen Walzenmantel und Ringkolben zum Aufweiten des Mantels in der Mitte zu verwenden und auf diese Weise in der harten Stellung die Durchbiegung des Mantels infolge Walzkraft etwas zu kompensieren. Hauptsinn der doppelkonischen Stützringfläche ist aber die Abstützung des mittleren Walzenmantels in der "harten" Stellung der Basis - Ringkolben, also in der Mitte der Walze.Of course, it is also conceivable in this solution to use the cone pairing between the roller jacket and the annular piston to expand the jacket in the middle by increasing the hydraulic pressure of the annular piston and in this way to somewhat compensate for the deflection of the jacket due to the rolling force in the hard position. The main meaning of the double-conical support ring surface is the support of the middle one Roller jacket in the "hard" position of the base ring piston, ie in the middle of the roller.
Der Walzenmantel kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus einem die Ringkolben umgreifenden Basisteil und einem austauschbaren Verschleißteil zusammengesetzt werden. Dabei ist es sowohl denkbar, einen Außenmantel auf dem Basisteil durch Schrumpfen zu befestigen oder entfernbare Beschichtungen auf den Walzenmantel aufzubringen.According to a further embodiment of the invention, the roller shell can be composed of a base part encompassing the ring pistons and an exchangeable wear part. It is both conceivable to attach an outer jacket to the base part by shrinking or to apply removable coatings to the roll jacket.
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Gleitflächen in den Bohrungen nitriert und die Ringkolben außen mit Bronzeoberflächen versehen, um die Gleiteigenschaften zu verbessern und den Verschleiß zu minimieren. Aus gleichem Grund wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, als Hydraulikflüssigkeit Schmieröl zu verwenden; denn einerseits sind die zum Verstellen der Ringkolben erforderlichen Drücke relativ zu den Drücken, die die Lösung nach dem Stand der Technik erfordert, gering (ca. 30 bar) und andererseits fördert das verwendete Schmieröl die Gleiteigenschaften.In a favorable embodiment of the invention, the sliding surfaces in the bores are nitrided and the annular pistons are provided on the outside with bronze surfaces in order to improve the sliding properties and to minimize wear. For the same reason, it is proposed according to a further feature of the invention to use lubricating oil as hydraulic fluid; on the one hand, the pressures required to adjust the ring pistons are low (approx. 30 bar) relative to the pressures required by the prior art solution, and on the other hand, the lubricating oil used promotes the sliding properties.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below.
In der einzigen Zeichnungsfigur ist mit 1 eine erfindungsgemäße Stützwalze bezeichnet, die aus dem Walzenkern 2, den in angedeuteten Zylinderrollenlagern 3 gelagerten Walzenzapfen 4 und dem mit dem Walzenkern 2 drehfest verbundenen Walzenmantel 5 besteht. Die Mitnahme des Walzenmantels 5 mit dem Walzenkern wird über die Hülse 6 gewährleistet, die bei 7 in eine bei 8 angedeutete Verzahnung des Walzenzapfens eingreift. Die Stützwalze 1 im dargestellten Beispiel ist mit einem zweigeteilten Walzenmantel 5 versehen, der aus dem Basisteil 5a und dem austauschbaren Verschleißteil 5b zusammengesetzt ist. Der Walzenmantel kann selbstverständlich auch einstückig sein. Zwischen dem Walzenmantel, der im folgenden vereinfachend mit 5 bezeichnet wird, und dem Walzenkern 2 sind die erfindungsgemäß beanspruchten Ringkolben 9 und darauf angeordnete weitere Ringkolben 10, beide unabhängig voneinander axial verschiebbar angeordnet, wobei in der oberen Zeichnungshälfte die Ringkolben so verschoben sind, daß sich eine "harte" Stützwalze ergibt, und in der unteren dargestellten Stellung die Ringkolben eine "weiche" Stützwalze ergeben.In the single drawing figure, 1 denotes a backup roller according to the invention, which consists of the roller core 2, the roller journals 4 mounted in the indicated cylindrical roller bearings 3 and the roller shell 5 which is connected to the roller core 2 in a rotationally fixed manner. The entrainment of the roll shell 5 with the roll core is ensured via the sleeve 6, which engages at 7 in a toothing of the roll neck indicated at 8. The support roller 1 in the example shown is provided with a two-part roller shell 5, which is composed of the base part 5a and the replaceable wear part 5b. The roller shell can of course also be in one piece. Between the roll shell, which is referred to in the following simply as 5, and the roll core 2, the ring pistons 9 claimed according to the invention and further ring pistons 10 arranged thereon are both axially displaceable independently of one another, the ring pistons being displaced in the upper half of the drawing in such a way that a "hard" back-up roll results, and in the lower position shown the ring pistons give a "soft" back-up roll.
Die Ringkolben 9 gleiten mit ihren bronzierten Oberflächen auf den nitrierten Flächen von Mantel und Walzenkem 2 und sind in nicht dargestellter Weise sowohl gegenüber dem Walzenkern als auch der Innenoberfläche des Walzenmantels abgedichtet. Durch Zuführung von Druckmittel, im vorliegenden Fall Schmieröl, über die nicht dargestellte Drehdurchführung und die Zufuhrbohrungen 11 bzw. 12 sind die Ringkolben 9 auf jeder Seite der Walzenmitte verschiebbar, wodurch sich die Position der Stützlager, die insgesamt mit A bis K bezeichnet sind, verändern läßt. In gleichem Maße läßt sich durch Beaufschlagung mit Drucköl die Einstellung der Ringkolben 10, die gleitend auf den Ringkolben 9 geführt sind, und die ebenfalls gegenüber der Innenoberfläche des Walzenmantels 5 abgedichtet sind, verändern, so daß auch deren Stützlager hinsichtlich ihrer Position über die Länge der Stützwalze 1 veränderbar sind. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Stützwalze weist insgesamt 10 Stützlager A bis K auf, die jeweils durch ringförmige Vorsprünge der Ringkolben 9 bzw. 10 gebildet werden und zylindrischen Außenflächen aufweisen, die sich an die zylindrische Innenseite des Walzenmantels 5 abstützend anlegen. Die Stützlager E und F, die dem Mittenbereich der Stützwalze 1 unmittelbar benachbart sind, sind mit einem Steilkonus versehen, der an einen dachförmigen Doppelkonus 15 anlegbar ist, der an der Innenoberfläche desThe annular pistons 9 slide with their bronzed surfaces on the nitrided surfaces of the jacket and roll core 2 and are sealed in a manner not shown both against the roll core and against the inner surface of the roll jacket. By supplying pressure medium, in the present case lubricating oil, via the rotary feedthrough (not shown) and the feed bores 11 and 12, the annular pistons 9 can be displaced on each side of the center of the roller, as a result of which the position of the support bearings, which are denoted overall by A to K, change leaves. To the same extent, the setting of the annular pistons 10, which are slidably guided on the annular piston 9, and which are also sealed against the inner surface of the roller shell 5, can be changed by the application of pressure oil, so that their support bearings also change their position over the length of the Back-up roller 1 are changeable. The support roller shown in the exemplary embodiment has a total of 10 support bearings A to K, which are each formed by annular projections of the annular pistons 9 and 10 and have cylindrical outer surfaces which bear against the cylindrical inside of the roller shell 5. The support bearings E and F, which are directly adjacent to the central region of the support roller 1, are provided with a steep cone, which can be applied to a roof-shaped double cone 15, which is on the inner surface of the
Walzenmantels 5 ausgebildet ist. In der Endstellung der verschobenen Ringkolben 9, die in der oberen Zeichnungshälfte dargestellt ist, liegen die konusförmigen Endteile der Ringkolben 9 an den Doppelkonusflächen 15 an und unterstützen somit die "harte" Version der Stützwalze 1 , indem der mittlere Bereich der Stützwalze 1 unmittelbar gegen den Walzenkern 2 abgestützt ist. In der unteren Zeichnungshälfte sind dieRoll shell 5 is formed. In the end position of the displaced ring piston 9, which is shown in the upper half of the drawing, the conical end parts of the ring piston 9 rest against the double cone surfaces 15 and thus support the "hard" version of the support roller 1 by the middle region of the support roller 1 directly against the Roll core 2 is supported. They are in the lower half of the drawing
Ringkolben 9 soweit zurückgezogen, daß der Doppelkonus 15 frei wird und die Stützwalze 1 sich somit "weich" verformen kann. Annular piston 9 retracted so far that the double cone 15 is free and the support roller 1 can thus "soft" deform.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stütz- oder Zwischenwalze in Walzwerken zum Walzen von flachem Walzgut, insbesondere Band, bestehend aus einem zylindrischen Walzenkem und einem mit diesem drehfest verbundenen und diesen koaxial umgreifenden rohrformigen1. support or intermediate roll in rolling mills for rolling flat rolling stock, in particular strip, consisting of a cylindrical roll core and a tubular and non-rotatably connected and coaxially encompassing it
Mantel, zwischen dem und dem Walzenkern hydraulisch axial verschiebbare Stützkörper angeordnet sind, die den Walzenmantel gegen den Walzenkern abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper mit mindestens zwei symmetrisch zur Walzenmitte angeordneten, gegenüber dem Walzenkem (2) und der Innenseite des Walzenmantels (5) abgedichteten Ringkolben (9) ausgebildet sind und aus mehreren an deren Außenumfang angeordneten, in Längsrichtung der Walze (1) voneinander beabstandeten ringförmigen Stützlagern (A bis K) bestehen, gegen die die Innenoberfläche des Waizenmantels (5) anlegbar ist.Jacket, between which and the roll core hydraulically axially displaceable support bodies are arranged, which support the roll jacket against the roll core, characterized in that the support bodies with at least two arranged symmetrically to the roll center, opposite the roll core (2) and the inside of the roll shell (5) Sealed annular pistons (9) are formed and consist of a plurality of annular support bearings (A to K) arranged on their outer circumference and spaced apart in the longitudinal direction of the roller (1), against which the inner surface of the roller jacket (5) can be placed.
2. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkolben (9) in der Art von Teleskopkolben ausgebildet sind und ihrerseits unabhängig steuerbare Ringkolben (10) tragen, an denen weitere voneinander beabstandete ringförmige Stützlager (A bis K) ausgebildet sind, wobei die Abstände der Stützlager (A bis K) zu den auf anderen Ringkolben (9, 10) angeordneten Stützlagern (A bis K) sowie deren Position bezogen auf die Längserstreckung der Walze (1) durch Verschieben der Ringkolben (9, 10) veränderbar sind.2. Support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that the annular pistons (9) are designed in the manner of telescopic pistons and in turn carry independently controllable annular pistons (10) on which further spaced-apart annular support bearings (A to K) are formed , The distances between the support bearings (A to K) to the support bearings (A to K) arranged on other annular pistons (9, 10) and their position in relation to the longitudinal extent of the roller (1) can be changed by displacing the annular pistons (9, 10) are.
3. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier, vorzugsweise 10 bis 12 Stützlager (A bis K) an mindestens zwei bis vier Ringkolben (9,10) über die Länge der Walze (1 ) symmetrisch verteilt angeordnet sind, wobei die Abstände benachbarter Stützlager (A bis K) im mittleren Bereich der Walze (1) kleiner als die zum Rand hin größer werdenden Abstände gewählt sind. 3. support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that at least four, preferably 10 to 12 support bearings (A to K) on at least two to four ring pistons (9,10) are arranged symmetrically distributed over the length of the roller (1) , wherein the distances between adjacent support bearings (A to K) in the central region of the roller (1) are chosen to be smaller than the distances that increase towards the edge.
4. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrisch unmittelbar beidseitig der Walzenmitte angeordneten Ringkolben (9) in ihren ausgefahrenen Endstellungen stirnseitig gegeneinanderfahrbar sind.4. support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that the symmetrically arranged directly on both sides of the roller center ring piston (9) in their extended end positions can be moved against each other at the end.
5. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Walzenmitte auf dem Walzenkem (2) und/oder der Innenseite des Walzenmantels (5) eine doppelkonische Stützringfläche (15) mit im Querschnitt dachförmigem Steilkonus angeordnet ist, die mit entsprechend konisch abgeflachten Endteilen der Ringkolben (9) in deren mittlerer Endstellung korrespondiert.5. support or intermediate roll according to claim 1, characterized in that in the middle of the roll on the roll core (2) and / or the inside of the roll shell (5) a double-conical support ring surface (15) is arranged with a cross-section roof cone, which with accordingly conically flattened end parts of the annular piston (9) correspond in their middle end position.
6. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (5) aus einem mit den Ringkolben (9,10) korrespondierenden Basisteil (5a) und einem austauschbaren Verschleißteil (5b) zusammengesetzt ist.6. support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that the roller shell (5) from a with the annular piston (9,10) corresponding base part (5a) and an exchangeable wear part (5b) is composed.
7. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Bohrungen (9,10) nitriert und die Ringkolben außen mit Bronzeoberflächen versehen sind.7. support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that the sliding surfaces of the bores (9, 10) are nitrided and the annular pistons are provided on the outside with bronze surfaces.
8. Stütz- oder Zwischenwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Hydraulikflüssigkeit Schmieröl verwendet wird. 8. support or intermediate roller according to claim 1, characterized in that lubricating oil is used as hydraulic fluid.
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